Exemple de substanțe chimice în chimie. Chimie: fundamente teoretice

Spre deosebire de unele tipuri de câmpuri, cum ar fi electromagnetice.

De obicei (la temperaturi și densități relativ scăzute) materia este formată din particule, printre care cel mai des se întâlnesc electroni, protoni și neutroni. Ultimele două formează nuclee atomice și toate împreună - atomi (substanță atomică), dintre care - molecule, cristale și așa mai departe. În unele condiții, cum ar fi în stelele neutronice, pot exista tipuri destul de neobișnuite de materie. Conceptul de substanță este uneori folosit în filosofie ca echivalent al termenului latin substantia .

Proprietățile materiei

Toate substanțele se pot dilata, contracta, se pot transforma într-un gaz, lichid sau solid. Ele pot fi amestecate, obținând substanțe noi.

Fiecare substanță are un set de proprietăți specifice - caracteristici obiective care determină individualitatea unei anumite substanțe și fac astfel posibilă distingerea acesteia de toate celelalte substanțe. Cele mai caracteristice proprietăți fizico-chimice includ constante - densitatea, punctul de topire, punctul de fierbere, caracteristicile termodinamice, parametrii structurii cristaline, proprietățile chimice.

Stări agregate

Aproape toate substanțele chimice, în principiu, pot exista în trei stări de agregare - solidă, lichidă și gazoasă. Deci, gheața, apa lichidă și vaporii de apă sunt stări solide, lichide și gazoase ale aceleiași substanțe chimice - apa H 2 O. Formele solide, lichide și gazoase nu sunt caracteristici individuale ale substanțelor chimice, ci corespund doar unora diferite, în funcție de exteriorul condiţiile fizice la stările de existenţă a substanţelor chimice. Prin urmare, este imposibil să atribui apei doar un semn de lichid, oxigenului - semn de gaz și clorurii de sodiu - semn de stare solidă. Fiecare dintre acestea (și toate celelalte substanțe) în condiții schimbătoare poate intra în oricare dintre cele trei stări de agregare.

În trecerea de la modelele ideale de stări solide, lichide și gazoase la stările reale ale materiei, se găsesc mai multe tipuri intermediare de limită, dintre care binecunoscutele sunt starea amorfă (sticlă), starea unui cristal lichid și cea foarte mare. stare elastică (polimerică). În acest sens, conceptul mai larg de „fază” este adesea folosit.

În fizică, se consideră a patra stare agregată a materiei - plasmă, materie parțial sau complet ionizată, în care densitatea sarcinilor pozitive și negative este aceeași (plasma este neutră din punct de vedere electric).

În anumite condiții (de obicei destul de diferite de cele obișnuite), anumite substanțe pot trece în stări speciale precum superfluid și supraconductor.

Substanța în chimie

În chimie, o substanță este un tip de materie cu anumite proprietăți chimice - capacitatea de a participa la reacții chimice într-un anumit mod.

Toate substanțele chimice sunt formate din particule - atomi, ioni sau molecule; în timp ce o moleculă poate fi definită ca fiind cea mai mică particulă a unei substanțe chimice care are toate proprietățile sale chimice. De fapt, compușii chimici pot fi reprezentați nu numai prin molecule, ci și prin alte particule care le pot schimba compoziția. Proprietățile chimice ale substanțelor, spre deosebire de proprietățile fizice, nu depind de

Un biolog modern trebuie să cunoască principiile lucrului cu ADN-ul. Problema este că ADN-ul este complet invizibil la concentrațiile pe care le folosesc majoritatea oamenilor. Dacă doriți să izolați fragmente de ADN, trebuie să le colorați. Bromura de etidio este ideală ca colorant de ADN. Are fluorescență frumos și se agață strâns de ADN. Ce altceva este nevoie pentru fericire? Poate că acest compus nu provoacă cancer?

Bromura de etidio colorează ADN-ul prin stoarcerea între perechile de baze. Acest lucru duce la deteriorarea integrității ADN-ului, deoarece prezența bromurii de etidio provoacă stres în structură. Pauzele devin locuri pentru mutații.

Dar mutațiile, după cum știți, sunt cel mai adesea nedorite. În timp ce trebuie să utilizați lumina ultravioletă, un alt agent cancerigen, pentru a vizualiza colorantul, asta evident nu face componenta mai sigură. Mulți oameni de știință care lucrează cu ADN-ul preferă să folosească compuși mai siguri pentru colorarea acidului dezoxiribonucleic.

Dimetilcadmiu


Plumbul, mercurul și toți prietenii lor provoacă diverse probleme de sănătate atunci când sunt ingerați. În unele forme, aceste metale grele pot trece prin organism fără a fi absorbite. În altele, sunt ușor de capturat. Odată înăuntru, încep să provoace probleme.

Dimetilcadmiul provoacă arsuri grave ale pielii și leziuni oculare. Este, de asemenea, o otravă care se acumulează în țesuturi. În plus, dacă efectele fiziologice nu sunt suficiente, această substanță chimică este inflamabilă sub formă lichidă și gazoasă. Interacțiunea cu aerul este suficientă pentru a-l aprinde, iar apa nu face decât să agraveze procesul de ardere.

În timpul arderii, dimetilcadmiul produce oxid de cadmiu, o altă substanță cu proprietăți neplăcute. Oxidul de cadmiu provoacă cancer și o boală asemănătoare gripei numită febră de turnătorie.

VX


VX, așa cum este numit Agentul veninos X, este o substanță chimică care nu a fost folosită în afara armelor chimice. Dezvoltată de stația de cercetare militară britanică de la Porton, această substanță fără miros și gust este mortală chiar și la 10 miligrame. Guvernul britanic a făcut schimb de informații VX cu SUA în schimbul dezvoltării de arme termonucleare.

VX este ușor absorbit în piele. În plus, nu se degradează imediat în mediu, așa că un atac VX va avea consecințe pe termen lung. Îmbrăcămintea purtată în timp ce este expus la substanță va fi suficientă pentru a otrăvi pe oricine intră în contact cu aceasta. Expunerea la VX ucide instantaneu, provocând convulsii și paralizie. Moartea apare în procesul de insuficiență a sistemului respirator.

Trioxid de sulf

Trioxidul de sulf este un precursor al acidului sulfuric și este, de asemenea, necesar pentru unele reacții de sulfonare. Dacă trioxidul de sulf nu ar fi util, niciun om de știință sănătos nu l-ar ține. Trioxidul de sulf este extrem de caustic atunci când vine în contact cu materia organică.

Interacționând cu apa (care formează cea mai mare parte a corpului nostru), creează acid sulfuric cu eliberare de căldură. Chiar dacă nu ți-ar lovi direct carnea, chiar și apropierea ar fi foarte periculoasă. Vaporii de acid sulfuric fac lucruri rele plămânilor. Deversarea trioxidului de sulf pe materiale organice precum hârtie sau lemn creează un incendiu toxic.

Batrahotoxina


Batrachotoxina este o moleculă cu aspect complex, care este atât de mortală încât un gram de 136 de milioane din această substanță ar fi fatal pentru o persoană de 68 de kilograme. Ca să vă faceți o idee, este vorba despre două granule de sare. Batrachotoxina este una dintre cele mai periculoase și otrăvitoare substanțe chimice.

Batrachotoxina se leagă de canalele de sodiu din celulele nervoase. Rolul acestor canale este vital în funcția musculară și nervoasă. Menținând aceste canale deschise, substanța chimică elimină orice control muscular din organism.

Batrachotoxina a fost găsită pe pielea unor broaște minuscule al căror venin a fost folosit pentru săgeți otrăvite. Unele triburi de indieni au scufundat vârfurile săgeților în otrava secretată de broaște. Săgețile și săgețile paralizau prada și le permiteau vânătorilor să o ia cu calm.

Dioxidifluorura


Dioxidifluorura este o substanță chimică înfricoșătoare care are și numele fermecător FOOF, deoarece doi atomi de oxigen sunt atașați la doi atomi de fluor. În 1962, chimistul A. G. Streng a publicat o lucrare intitulată „Proprietăți chimice ale dioxidifluorurii”. Și deși acest nume nu pare intimidant, experimentele lui Streng cu siguranță au fost.

FOOF se face la o temperatură foarte scăzută, deoarece se descompune la un punct de fierbere de aproximativ -57 de grade Celsius. În timpul experimentelor sale, Streng a descoperit că FOOF explodează atunci când intră în contact cu compuși organici, chiar și la -183 de grade Celsius. Când interacționează cu clorul, FOOF explodează violent, iar contactul cu platina duce la același efect.

Pe scurt, în secțiunea de rezultate a muncii lui Streng, au existat o mulțime de cuvinte „flash”, „scânteie”, „explozie”, „puternic” și „foc” în diverse combinații. Rețineți că toate acestea au avut loc la temperaturi în care majoritatea substanțelor chimice sunt în esență inerte.

Cianură de potasiu


Cianura este o moleculă simplă, doar un atom de carbon legat de trei ori de un atom de azot. Fiind mică, molecula de cianură se poate infiltra în proteine ​​și le poate face foarte rele. În special cianurii îi place să se lege de atomii de fier din centrul hemoproteinelor.

Una dintre hemoproteine ​​ne este extrem de utilă: hemoglobina, proteina care transportă oxigenul în sângele nostru. Cianura elimină capacitatea hemoglobinei de a transporta oxigen.

Când cianura de potasiu intră în contact cu apa, se descompune în cianura de hidrogen, care este ușor absorbită de organism. Acest gaz miroase a migdale amare, deși nu toată lumea îl poate mirosi.

Datorită reacției sale rapide, cianura de potasiu a fost adesea folosită ca remediu pentru mulți oameni. Agenții britanici din Al Doilea Război Mondial transportau tablete cu cianură în cazul în care erau prinși, iar mulți naziști de rang înalt au folosit și capsule cu cianură de potasiu pentru a evita dreptatea.

dimetilmercur


Două picături de dimetilmercur - și atât.

În 1996, Karen Wetterhahn a investigat efectele metalelor grele asupra organismelor. Metalele grele în forma lor metalică interacționează destul de slab cu organismele vii. Deși nu este recomandat, este perfect posibil să vă scufundați mâna în mercur lichid și să o eliminați cu succes.

Deci, pentru a introduce mercur în ADN, Wetterhahn a folosit dimetilmercur, un atom de mercur cu două grupe organice atașate. În timp ce lucra, Wetterhahn a scăpat o picătură, poate două, pe mănușa ei de latex. Ea a murit șase luni mai târziu.

Wetterhahn a fost un profesor experimentat și a luat toate măsurile de precauție recomandate. Dar dimetilmercurul a intrat prin mănuși în mai puțin de cinci secunde și prin piele în mai puțin de cincisprezece secunde. Substanța chimică nu a lăsat urme evidente, iar Wetterhahn nu a observat efectele secundare decât câteva luni mai târziu, când era prea târziu pentru tratament.

Trifluorura de clor


Doar clorul și fluorul sunt elemente neplăcute. Dar dacă sunt combinate în trifluorura de clor, lucrurile se înrăutățesc și mai mult.

Trifluorura de clor este o substanță atât de corozivă încât nici măcar nu poate fi depozitată în sticlă. Acesta este un agent oxidant atât de puternic încât poate da foc lucrurilor care nici măcar în oxigen nu ard.

Chiar și cenușa lucrurilor arse într-o atmosferă de oxigen se va aprinde sub acțiunea trifluorurii de clor. Nici măcar nu are nevoie de o sursă de aprindere. Când 900 de kilograme de trifluorură de clor au fost vărsate într-un accident industrial, substanța chimică a dizolvat 0,3 metri de beton și un metru de pietriș dedesubt.

Singura modalitate (relativ) sigură de a stoca această substanță este într-un recipient metalic care a fost deja fluorizat. Aceasta creează o barieră de fluor cu care trifluorura de clor nu reacționează. La contactul cu apa, trifluorura de clor explodează eliberând instantaneu căldură și acid fluorhidric.

Acid hidrofloric

Oricine a lucrat în chimie a auzit povești despre acidul fluorhidric. În sens tehnic, este un acid slab care nu se desparte ușor de ionul său de hidrogen. Prin urmare, este destul de dificil să obțineți o ardere chimică rapidă din el. Și acesta este secretul vicleniei ei. Fiind relativ neutru, acidul fluorhidric poate trece prin piele fara sa te anunte si sa intre in organism. Și odată așezat, acidul fluorhidric începe să lucreze.

Când un acid își donează protonul, rămâne fluorul, care reacționează cu alte substanțe. Aceste reacții bulgăre de zăpadă, iar fluorul face ravagii. Una dintre țintele preferate ale fluorului este calciul. Prin urmare, acidul fluorhidric duce la moartea țesutului osos. Dacă victima este lăsată netratată, moartea va fi lungă și dureroasă.

Clasificarea substanțelor anorganice și nomenclatura lor se bazează pe cea mai simplă și mai constantă caracteristică în timp - compoziție chimică, care arată atomii elementelor care formează o substanță dată, în raportul lor numeric. Dacă o substanță este formată din atomi ai unui element chimic, de ex. este o formă de existență a acestui element într-o formă liberă, atunci se numește simplu substanţă; dacă substanța este formată din atomi din două sau mai multe elemente, atunci se numește substanță complexă. Toate substanțele simple (cu excepția monoatomicelor) și toate substanțele complexe sunt numite compuși chimici, deoarece în ele atomii unuia sau ai diferitelor elemente sunt interconectați prin legături chimice.

Nomenclatura substanțelor anorganice este formată din formule și denumiri. Formula chimica - reprezentarea compoziției unei substanțe cu ajutorul simbolurilor elementelor chimice, indici numerici și alte semne. nume chimic - o reprezentare a compoziției unei substanțe folosind un cuvânt sau un grup de cuvinte. Construcția formulelor și denumirilor chimice este determinată de sistem reguli de nomenclatură.

Simbolurile și denumirile elementelor chimice sunt date în Sistemul periodic de elemente din D.I. Mendeleev. Elementele sunt împărțite condiționat în metale Și nemetale . Nemetalele includ toate elementele grupului VIIIA (gaze nobile) și grupului VIIA (halogeni), elemente ale grupului VIA (cu excepția poloniului), elemente azot, fosfor, arsen (grup VA); carbon, siliciu (grupa IVA); bor (grupa IIIA), precum și hidrogen. Elementele rămase sunt clasificate ca metale.

La compilarea denumirilor de substanțe, se folosesc de obicei denumiri rusești de elemente, de exemplu, dioxigen, difluorura de xenon, selenat de potasiu. Prin tradiție, pentru unele elemente, rădăcinile numelor lor latine sunt introduse în termeni derivați:

De exemplu: carbonat, manganat, oxid, sulfură, silicat.

Titluri substanțe simple consta dintr-un cuvânt - numele unui element chimic cu un prefix numeric, de exemplu:

Următoarele prefixe numerice:

Un număr nedefinit este indicat printr-un prefix numeric n- poli.

Pentru unele substanțe simple folosiți și special denumiri precum O 3 - ozon, P 4 - fosfor alb.

Formule chimice substanțe complexe sunt alcătuite din denumire electropozitiv(cationi condiționali și reali) și electronegativ(anioni condiționali și reali), de exemplu, CuSO 4 (aici Cu 2+ este un cation real, SO 4 2 este un anion real) și PCl 3 (aici P + III este un cation condiționat, Cl -I este un cation condiționat anion).

Titluri substanțe complexe alcătuiți formulele chimice de la dreapta la stânga. Ele constau din două cuvinte - numele componentelor electronegative (în cazul nominativ) și ale componentelor electropozitive (în cazul genitiv), de exemplu:

CuSO 4 - sulfat de cupru(II).
PCl 3 - triclorura de fosfor
LaCl3 - clorură de lantan(III).
CO - monoxid de carbon

Numărul componentelor electropozitive și electronegative din nume este indicat prin prefixele numerice date mai sus (metoda universală), sau prin stările de oxidare (dacă pot fi determinate prin formulă) folosind cifre romane între paranteze (semnul plus este omis) . În unele cazuri, sarcina ionică este dată (pentru cationi și anioni complecși), folosind cifre arabe cu semnul corespunzător.

Următoarele denumiri speciale sunt folosite pentru cationii și anionii multielement comuni:

H2F+ - fluoroniu

C 2 2 - - acetilenidă

H3O+-oxoniu

CN - - cianura

H3S+-sulfoniu

CNO - - fulminate

NH4+- amoniu

HF 2 - - hidrodifluorura

N2H5+-hidraziniu (1+)

HO 2 - - hidroperoxid

N2H6+-hidraziniu (2+)

HS - - hidrosulfură

NH3OH + - hidroxilaminiu

N 3 - - azidă

NO + - nitrozil

NCS - - tiocianat

NO2+- nitroil

O 2 2 - - peroxid

O2+- dioxigenil

O 2 - - superoxid

PH 4 + - fosfoniu

O 3 - - ozonida

VO2+ - vanadil

OCN - - cianat

UO 2 + - uranil

OH - - hidroxid

Pentru un număr mic de substanțe bine-cunoscute folosiți, de asemenea special titluri:

1. Hidroxizi acizi și bazici. sare

Hidroxizi - un tip de substanțe complexe, care includ atomi ai unui anumit element E (cu excepția fluorului și oxigenului) și grupa hidroxo OH; formula generală a hidroxizilor E (OH) n, Unde n= 1÷6. Formă hidroxid E(OH) n numit orto-formă; la n> 2 hidroxid poate fi găsit și în meta-formă, incluzând, pe lângă atomii de E și grupările OH, atomii de oxigen O, de exemplu, E (OH) 3 și EO (OH), E (OH) 4 și E (OH) 6 și EO 2 (OH) 2 .

Hidroxizii sunt împărțiți în două grupe opuse din punct de vedere chimic: hidroxizi acizi și bazici.

Hidroxizi acizi conțin atomi de hidrogen, care pot fi înlocuiți cu atomi de metal, supuși regulii valenței stoechiometrice. Majoritatea hidroxizilor acizi se găsesc în meta-formă, iar atomii de hidrogen din formulele hidroxizilor acizi sunt puși pe primul loc, de exemplu, H 2 SO 4 , HNO 3 și H 2 CO 3, și nu SO 2 (OH) 2, NO 2 (OH) și CO (OH) 2. Formula generală a hidroxizilor acizi este H X EO la, unde componenta electronegativă EO y x - numit reziduu acid. Dacă nu toți atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu un metal, atunci ei rămân în compoziția reziduului acid.

Denumirile hidroxizilor acizi obișnuiți constau din două cuvinte: propriul nume cu terminația „aya” și cuvântul de grup „acid”. Iată formulele și numele proprii ale hidroxizilor acizi obișnuiți și ale reziduurilor lor acide (o liniuță înseamnă că hidroxidul nu este cunoscut sub formă liberă sau într-o soluție apoasă acidă):

hidroxid acid

reziduu acid

HAsO 2 - metaarsenos

AsO 2 - - metaarsenit

H 3 AsO 3 - ortoarsenic

AsO 3 3 - - ortoarsenit

H 3 AsO 4 - arsen

AsO 4 3 - - arseniat

B 4 O 7 2 - - tetraborat

ВiО 3 - - bismutat

HBrO - brom

BrO - - hipobromit

HBrO 3 - brom

BrO 3 - - bromat

H2CO3 - cărbune

CO 3 2 - - carbonat

HClO - hipocloros

ClO- - hipoclorit

HClO 2 - clorură

ClO 2 - - clorit

HClO 3 - clor

ClO 3 - - clorat

HClO 4 - clor

ClO 4 - - perclorat

H2CrO4 - crom

CrO 4 2 - - cromat

НCrO 4 - - hidrocromat

H2Cr2O7 - dicromic

Cr 2 O 7 2 - - bicromat

FeO 4 2 - - ferat

HIO 3 - iod

IO3- - iodat

HIO 4 - metaiod

IO 4 - - metaperiodate

H 5 IO 6 - ortoiodic

IO 6 5 - - ortoperiodat

HMnO 4 - mangan

MnO4- - permanganat

MnO 4 2 - - manganat

MoO 4 2 - - molibdat

HNO 2 - azotat

NR 2 - - nitrit

HNO 3 - azot

NUMARUL 3 - - nitrat

HPO 3 - metafosforic

PO 3 - - metafosfat

H3PO4 - ortofosforic

PO 4 3 - - ortofosfat

HPO 4 2 - - hidrogen ortofosfat

H 2 PO 4 - - dihidrootofosfat

H4P2O7 - difosforic

P 2 O 7 4 - - difosfat

ReO 4 - - perrenat

SO 3 2 - - sulfit

HSO 3 - - hidrosulfit

H2SO4 - sulfuric

SO 4 2 - - sulfat

НSO 4 - - hidrosulfat

H2S2O7 - dispersat

S 2 O 7 2 - - disulfat

H2S2O6 (O2) - peroxodisulf

S 2 O 6 (O 2) 2 - - peroxodisulfat

H2S03S - tiosulfuric

SO 3 S 2 - - tiosulfat

H 2 SeO 3 - seleniu

SeO 3 2 - - selenit

H 2 SeO 4 - seleniu

SeO 4 2 - - selenat

H2SiO3 - metasiliciu

SiO 3 2 - - metasilicat

H 4 SiO 4 - ortosiliciu

SiO 4 4 - - ortosilicat

H 2 TeO 3 - teluric

TeO 3 2 - - telurit

H 2 TeO 4 - metatelur

TeO 4 2 - - metatelurat

H 6 TeO 6 - orthotelluric

TeO 6 6 - - orthotellurate

VO3- - metavanadate

VO 4 3 - - ortovanadat

WO 4 3 - - tungstat

Hidroxizii acizi mai puțin obișnuiți sunt denumiți conform regulilor de nomenclatură pentru compuși complecși, de exemplu:

Denumirile de reziduuri acide sunt folosite la construirea denumirilor de săruri.

Hidroxizi bazici conțin ioni de hidroxid, care pot fi înlocuiți cu reziduuri acide, supuse regulii valenței stoechiometrice. Toți hidroxizii bazici se găsesc în orto-formă; formula lor generală este M(OH) n, Unde n= 1,2 (rar 3,4) și M n+ - cation metalic. Exemple de formule și denumiri de hidroxizi bazici:

Cea mai importantă proprietate chimică a hidroxizilor bazici și acizi este interacțiunea lor între ei cu formarea sărurilor ( reacție de formare a sării), de exemplu:

Ca (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 + 2H 2 O

Ca (OH) 2 + 2H 2 SO 4 \u003d Ca (HSO 4) 2 + 2H 2 O

2Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = Ca 2 SO 4 (OH) 2 + 2H 2 O

Săruri - un tip de substanțe complexe, care includ cationi M n+ și reziduuri acide*.

Săruri cu formula generală M X(EO la)n numit in medie săruri și săruri cu atomi de hidrogen nesubstituiți - acru săruri. Uneori, sărurile conțin și ioni de hidroxid și/sau oxid; astfel de săruri se numesc principal săruri. Iată exemple și denumiri de săruri:

ortofosfat de calciu

Dihidroortofosfat de calciu

Fosfat hidrogen de calciu

Carbonat de cupru (II).

Cu2C03(OH)2

Carbonat de dihidroxid de cupru

azotat de lantan (III).

Dinitrat de oxid de titan

Sărurile acide și bazice pot fi transformate în săruri medii prin reacția cu hidroxidul bazic și acid corespunzător, de exemplu:

Ca (HSO 4) 2 + Ca (OH) \u003d CaSO 4 + 2H 2 O

Ca 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d Ca 2 SO 4 + 2H 2 O

Există și săruri care conțin doi cationi diferiți: sunt adesea numite săruri duble, de exemplu:

2. Oxizi acizi și bazici

Oxizii E X DESPRE la- produse de deshidratare completa a hidroxizilor:

Hidroxizi acizi (H2SO4, H2CO3) întâlni oxizi acizi(SO 3, CO 2) și hidroxizi bazici (NaOH, Ca (OH) 2) - principaloxizi(Na 2 O, CaO), iar starea de oxidare a elementului E nu se schimbă la trecerea de la hidroxid la oxid. Un exemplu de formule și denumiri de oxizi:

Oxizii acizi și bazici păstrează proprietățile de formare de sare ale hidroxizilor corespunzători atunci când interacționează cu hidroxizi cu proprietăți opuse sau între ei:

N 2 O 5 + 2NaOH \u003d 2NaNO 3 + H 2 O

3CaO + 2H 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O

La 2 O 3 + 3SO 3 \u003d La 2 (SO 4) 3

3. Oxizi și hidroxizi amfoteri

Amfoter hidroxizi și oxizi - o proprietate chimică constând în formarea a două rânduri de săruri de către aceștia, de exemplu, pentru hidroxid și oxid de aluminiu:

(a) 2Al(OH) 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

(b) 2Al(OH) 3 + Na 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O

Astfel, hidroxidul și oxidul de aluminiu în reacțiile (a) prezintă proprietățile major hidroxizi și oxizi, adică reacționează cu hidroxizi și oxid acizi, formând sarea corespunzătoare - sulfat de aluminiu Al 2 (SO 4) 3, în timp ce în reacțiile (b) prezintă și proprietăți acid hidroxizi și oxizi, adică reacţionează cu hidroxidul şi oxidul bazic, formând o sare - dioxoaluminat de sodiu (III) NaAlO 2 . În primul caz, elementul de aluminiu prezintă proprietatea unui metal și face parte din componenta electropozitivă (Al 3+), în al doilea - proprietatea unui nemetal și face parte din componenta electronegativă a formulei de sare ( AlO 2 -).

Dacă aceste reacții au loc într-o soluție apoasă, atunci compoziția sărurilor rezultate se schimbă, dar prezența aluminiului în cation și anion rămâne:

2Al(OH)3 + 3H2S04 = 2 (SO4)3

Al(OH)3 + NaOH = Na

Aici parantezele pătrate indică ionii complecși 3+ - cationul hexaacvaaluminiu(III), - - ionul tetrahidroxoaluminat(III).

Elementele care prezintă proprietăți metalice și nemetalice în compuși sunt numite amfotere, acestea includ elemente din grupele A ale sistemului periodic - Be, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po etc., ca precum și majoritatea elementelor grupelor B - Cr, Mn, Fe, Zn, Cd, Au etc. Oxizii amfoteri sunt numiți la fel ca și cei principali, de exemplu:

Hidroxizii amfoteri (dacă starea de oxidare a elementului depășește + II) pot fi în orto- sau și) meta- forma. Iată exemple de hidroxizi amfoteri:

Oxizii amfoteri nu corespund întotdeauna hidroxizilor amfoteri, deoarece atunci când se încearcă obținerea acestora din urmă, se formează oxizi hidratați, de exemplu:

Dacă unui element amfoter din compuși îi corespund mai multe stări de oxidare, atunci amfoteritatea oxizilor și hidroxizilor corespunzători (și, în consecință, amfoteritatea elementului în sine) va fi exprimată diferit. Pentru stările de oxidare scăzută, hidroxizii și oxizii au o predominanță a proprietăților de bază, iar elementul în sine are proprietăți metalice, deci este aproape întotdeauna o parte a cationilor. Pentru stările de oxidare ridicată, dimpotrivă, hidroxizii și oxizii au o predominanță a proprietăților acide, iar elementul în sine are proprietăți nemetalice, deci este aproape întotdeauna inclus în compoziția anionilor. Astfel, oxidul și hidroxidul de mangan(II) sunt dominate de proprietățile de bază, iar manganul însuși face parte din cationii de tip 2+, în timp ce proprietățile acide sunt dominante în oxidul și hidroxidul de mangan(VII), iar manganul însuși face parte din anionul de MnO 4 - . Hidroxizilor amfoteri cu o mare predominanță a proprietăților acide li se atribuie formule și denumiri bazate pe modelul hidroxizilor acizi, de exemplu HMn VII O 4 - acid mangan.

Astfel, împărțirea elementelor în metale și nemetale este condiționată; între elemente (Na, K, Ca, Ba etc.) cu proprietăți pur metalice și elemente (F, O, N, Cl, S, C etc.) cu proprietăți pur nemetalice, există un grup mare de elemente cu proprietăţi amfotere.

4. Conexiuni binare

Un tip extins de substanțe complexe anorganice sunt compușii binari. Aceștia includ, în primul rând, toți compușii cu două elemente (cu excepția oxizilor bazici, acizi și amfoteri), de exemplu H 2 O, KBr, H 2 S, Cs 2 (S 2), N 2 O, NH 3, HN 3 , CaC2, SiH4. Componentele electropozitive și electronegative ale formulelor acestor compuși includ atomi unici sau grupuri legate de atomi ale aceluiași element.

Substanțele cu mai multe elemente, în formulele cărora unul dintre componente conține atomi ai mai multor elemente care nu sunt interconectați, precum și grupurile de atomi cu un singur element sau cu mai multe elemente (cu excepția hidroxizilor și a sărurilor), sunt considerate compuși binari, de exemplu CSO, IO2F3, SBrO2F, CrO(O2)2, PSI3, (CaTi)O3, (FeCu)S2, Hg(CN)2, (PF3)2O, VCl2 (NH2). Astfel, CSO poate fi reprezentat ca un compus CS2 în care un atom de sulf este înlocuit cu un atom de oxigen.

Numele compușilor binari sunt construite conform regulilor obișnuite de nomenclatură, de exemplu:

OF 2 - difluorura de oxigen

K 2 O 2 - peroxid de potasiu

HgCl 2 - clorură de mercur(II).

Na 2 S - sulfură de sodiu

Hg 2 Cl 2 - diclorura de dirtuti

Mg 3 N 2 - nitrură de magneziu

SBr 2 O - oxid-dibromură de sulf

NH 4 Br - bromură de amoniu

N 2 O - oxid de dinazot

Pb (N 3) 2 - azidă de plumb (II).

NO 2 - dioxid de azot

CaC 2 - acetilenidă de calciu

Pentru unii compuși binari sunt folosite nume speciale, a căror listă a fost dată mai devreme.

Proprietățile chimice ale compușilor binari sunt destul de diverse, astfel încât acestea sunt adesea împărțite în grupuri în funcție de numele anionilor, adică. Separat sunt considerate halogenuri, calcogenuri, nitruri, carburi, hidruri etc.. Printre compușii binari se numără și cei care prezintă unele semne ale altor tipuri de substanțe anorganice. Deci, compușii CO, NO, NO 2 și (Fe II Fe 2 III) O 4, ale căror denumiri sunt construite folosind cuvântul oxid, nu pot fi atribuiți tipului de oxizi (acizi, bazici, amfoteri). Monoxidul de carbon CO, monoxidul de azot NO și dioxidul de azot NO 2 nu au hidroxizii acizi corespunzători (deși acești oxizi sunt formați din nemetale C și N), nu formează săruri, anionii cărora ar include atomii C II, N II și N IV. Oxid dublu (Fe II Fe 2 III) O 4 - oxid de difer (III) - fier (II), deși conține atomi ai elementului amfoter - fier, în compoziția componentei electropozitive, dar în două grade diferite de oxidare , drept urmare, atunci când interacționează cu hidroxizii acizi, formează nu una, ci două săruri diferite.

Compușii binari precum AgF, KBr, Na 2 S, Ba (HS) 2, NaCN, NH 4 Cl și Pb (N 3) 2 sunt formați, ca sărurile, din cationi și anioni reali, de aceea se numesc ser fiziologic compuși binari (sau doar săruri). Ele pot fi considerate ca produse de substituție a atomilor de hidrogen în compușii HF, HCl, HBr, H2S, HCN și HN3. Acestea din urmă într-o soluție apoasă au o funcție acidă și, prin urmare, soluțiile lor se numesc acizi, de exemplu HF (aqua) - acid fluorhidric, H 2 S (aqua) - acid hidrosulfurat. Cu toate acestea, ei nu aparțin tipului de hidroxizi acizi, iar derivații lor nu aparțin sărurilor din clasificarea substanțelor anorganice.

  • Substanţă- o formă de materie de o anumită compoziție, formată din molecule, atomi, ioni.
  • Moleculă- cea mai mică particulă dintr-o anumită substanță care își păstrează proprietățile chimice.
  • Atom Cea mai mică particulă care nu poate fi separată chimic.
  • Si el- atom încărcat electric (un grup de atomi).

Lumea din jurul nostru este formată din multe obiecte diferite (corpuri fizice): mese, scaune, case, mașini, copaci, oameni... La rândul lor, toate aceste corpuri fizice constau din compuși mai simpli numiți substante: sticla, apa, metal, argila, plastic etc.

Din aceeași substanță pot fi făcute diferite corpuri fizice, de exemplu, diverse bijuterii (inele, cercei, inele), vase, electrozi, monede sunt fabricate din aur.

Știința modernă cunoaște mai mult de 10 milioane de substanțe diferite. Deoarece, pe de o parte, mai multe corpuri fizice pot fi formate dintr-o substanță și, pe de altă parte, corpurile fizice complexe constau din mai multe substanțe, numărul diferitelor corpuri fizice este în general dificil de luat în considerare.

Orice substanță poate fi caracterizată prin anumite proprietăți inerente numai acesteia, care fac posibilă distingerea unei substanțe de alta - acesta este mirosul, culoarea, starea de agregare, densitatea, conductivitatea termică, fragilitatea, duritatea, solubilitatea, punctele de topire și de fierbere, etc.

Diverse corpuri fizice, formate din aceleași substanțe, în aceleași condiții de mediu (temperatură, presiune, umiditate etc.) au aceleași proprietăți fizice și chimice.

Substanțele își schimbă proprietățile în funcție de condițiile externe. Cel mai simplu exemplu este apa binecunoscută, care la temperaturi negative în Celsius ia forma unui corp solid (gheață), în intervalul de temperatură de la 0 la 100 de grade este un lichid, iar peste 100 de grade la presiunea atmosferică normală se întoarce în abur (gaz), la În același timp, în fiecare dintre aceste stări de agregare, apa are o densitate diferită.

Una dintre cele mai interesante și surprinzătoare proprietăți ale substanțelor este capacitatea lor, în anumite condiții, de a interacționa cu alte substanțe, în urma căreia pot apărea noi substanțe. Astfel de interacțiuni sunt numite reacții chimice.

De asemenea, atunci când condițiile externe se modifică, substanțele pot suferi modificări care sunt împărțite în două grupe - fizice și chimice.

La modificări fizice substanța rămâne aceeași, se modifică doar caracteristicile sale fizice: formă, stare de agregare, densitate etc. De exemplu, atunci când gheața se topește, se formează apă, iar când apa fierbe, se transformă în abur, dar toate transformările se referă la o singură substanță - apa.

La modificări chimice substanta poate interactiona cu alte substante, de exemplu, cand lemnul este incalzit, incepe sa interactioneze cu oxigenul continut in aerul atmosferic, rezultand formarea de apa si dioxid de carbon.

Reacțiile chimice sunt însoțite de modificări externe: modificarea culorii, apariția unui miros, precipitare, eliberarea de lumină, gaz, căldură etc., proprietățile materiilor prime.

Să tratăm la școală chimie ca unul dintre cele mai complexe și, prin urmare, „neiubite”, subiecte, dar nu merită să argumentăm că chimia este importantă și semnificativă, deoarece argumentul este sortit eșecului. Chimia, ca și fizica, ne înconjoară: ea molecule, atomi, din care substante, metale, nemetale, conexiuni etc Prin urmare chimie- una dintre cele mai importante și extinse domenii ale științelor naturale.

Chimieeste știința substanțelor, proprietățile și transformările lor.

Subiectul de chimie sunteți forme de existenţă ale obiectelor lumii materiale.În funcție de ce obiecte (substanțe) studiază chimia, chimia este de obicei împărțită în anorganicȘi organic. Exemple de substanțe anorganice sunt oxigen, apă, silice, amoniac și sifon, exemple de substanțe organice - metan, acetilenă, etanol, acid acetic și zaharoză.

Toate substanțele, precum clădirile, sunt construite din cărămizi - particuleși sunt caracterizate anumit set de proprietăți chimice- capacitatea substanțelor de a lua parte la reacții chimice.

Reacții chimice - acestea sunt procesele de formare a substanțelor complexe din cele mai simple, trecerea unei substanțe complexe la alta, descompunerea substanțelor complexe în mai multe substanțe care sunt mai simple ca compoziție. Cu alte cuvinte, reacții chimice este transformarea unei substanțe în alta.

Cunoscut în prezent multe milioane de substante, li se adaugă constant substanțe noi – atât descoperite în natură, cât și sintetizate de om, adică. obtinut artificial. Numărul de reacții chimice nu este limitat, adică nemăsurat de grozav.

Amintiți-vă conceptele de bază ale chimiei - materie, reacții chimice si etc.

Conceptul central al chimiei este conceptul substanţă. Fiecare substanță are set unic de caracteristici- proprietăți fizice care determină individualitatea fiecărei substanțe particulare, de exemplu, densitatea, culoarea, vâscozitatea, volatilitatea, punctul de topire și punctul de fierbere.

Toate substanțele pot fi trei stări agregatesolid (gheaţă), lichid (apa) si gazos (abur) în funcție de condițiile fizice exterioare. După cum vedem, apa H2O prezentate în toate statele declarate.

Proprietățile chimice ale unei substanțe nu depind de starea de agregare, ci proprietățile fizice, dimpotrivă, depind. Deci, în orice stare de agregare sulf S se formează la ardere dioxid de sulf SO2, adică prezintă aceleași proprietăți chimice, dar proprietăți fizice sulf sunt foarte diferite în diferite stări de agregare: de exemplu, densitatea sulfului lichid este 1,8 g/cm 3, sulf solid 2,1 g/cm3și sulf gazos 0,004 g/cm3.

Proprietățile chimice ale substanțelor sunt dezvăluite și caracterizate prin reacții chimice. Reacțiile pot apărea atât în ​​amestecuri de substanțe diferite, cât și în cadrul unei singure substanțe. Când are loc o reacție chimică, se formează întotdeauna substanțe noi.

Reacțiile chimice sunt prezentate în termeni generali ecuația reacției: Reactivi → Produse, Unde reactivi sunt materiile prime luate pentru reacție și produse - Acestea sunt substanțe noi care se formează în urma reacției.

Întotdeauna reacțiile chimice sunt însoțite efecte fizice- ar putea fi absorbția sau degajarea de căldură, modificări ale stării de agregare și ale culorii substanțelor; cursul reacțiilor este adesea judecat după prezența acestor efecte. Da, descompunere malachit mineral verdeînsoţit absorbția căldurii(de aceea reacția se desfășoară atunci când este încălzită) și, ca urmare a descompunerii, oxid de cupru (II) negru solidși substanțe incolore dioxid de carbon CO2 și apă lichidă H2O.

Reacțiile chimice trebuie distinse de procese fizice, care schimbă doar forma sau starea exterioară de agregare substanță (dar nu compoziția sa); cele mai frecvente procese fizice precum zdrobire, presare, co-fuziune, amestecare, dizolvare, filtrare sedimente, distilare.

Cu ajutorul reacțiilor chimice, este posibil să se obțină substanțe practic importante care se găsesc în natură în cantități limitate ( îngrășăminte cu azot) sau nu apar deloc ( droguri sintetice, fibre chimice, materiale plastice). Cu alte cuvinte, chimia vă permite să sintetizați substanțe necesare vieții umane. Dar producția chimică aduce și mult rău lumii din jurul nostru - sub formă de poluare, emisii nocive, otrăvire a florei și faunei, de aceea utilizarea chimiei ar trebui să fie rațională, atentă și oportună.

site, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesară un link către sursă.